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油墨丝网印字技术在汽车制造中的应用


油墨丝网印字技术在汽车制造中的应用
赵旭磊 孙宗弟 杨志刚 上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司技术工程科 ZHAO Xu-lei, SUN Zong-di, YANG Zhi-gang SGMWQD-TES

摘要:车辆《公告》管理和注册登记管理工作的通知要求:所有货车均应在驾驶室两侧喷
涂总质量参数,栏板货车和自卸货车还应喷涂栏板高度

参数。为满足法规要求,本文对传统 油漆喷字与油墨丝网印字技术进行了分析比较,综合考虑汽车制造公司高节拍、高质量、控 制成本的要求, 选择了较为合适的油墨丝网印字技术, 并对其在工厂实施的工艺流程进行了 详细阐述。

关键词:油墨丝网印字、总质量、栏板高度、货车印字、工艺流程

The Ink Screen Printing Technology in Automobile Manufacture Application
Abstract: The Vehicle “announcement” management and administration of the registration
notification requires that all trucks should be sprayed the total mass parameter on both sides of the cab as well as that Truck Tailgate and Dump Truck should be sprayed on tailgate height parameters. To meet the regulatory requirements, this paper analyzed and compared the Traditional Paint Spray Word with the Ink Screen Printing Technology. Considered the high tempo, high-quality and the cost control requirements, this paper chooses the Ink Screen Printing Technology and elaborated the process for its implementation in the factory.

Key words: ink screen printing,the total mass, fence height, truck print, process

1 背景简介
2012 年 1 月 5 日,工业和信息化部联合公安部发布了关于进一步提高大中 型客货车安全技术性能加强车辆《公告》管理和注册登记管理工作的通知。通知 要求: 所有货车均应在驾驶室两侧喷涂总质量参数,栏板货车和自卸货车还应喷 涂栏板高度参数。因公司销售车辆有《公告》中的要求的车辆类型,因此需开展 货车前门印字的工作。

图 1 栏板高度和总质量印字示意图

2 传统油漆喷字与油墨丝网印字的分析研究
2.1 传统油漆喷字的分析研究 传统汽车油漆表表面喷字工艺为遮蔽套色喷涂工艺,即用镂空出字体或者花 纹的遮蔽物遮蔽住不需要喷涂的部位,采用空气喷枪喷涂油漆在遮蔽物的表面, 去除遮蔽无后即得到需要的字体。尽管该工艺比较成熟且应用广泛,但是在汽车 表面喷字仍然存在如下问题: ? 油漆利用率低 遮蔽和喷涂的工艺油漆利用率低,只有 5%左右的油漆得以附着在车身 上,其余油漆 80%左右被反弹的空气带入环境中,15%的的油漆附着在遮蔽 物上变成有害固体废弃物。 ? 污染环境重,需建实体 此方法需要使用低固体份的自干型油漆,VOC 含量高到 80%~90%,对环 境污染大。为了防止漆雾污染周围环境,需要建设专门的喷漆室,并提供下 行风和油漆废弃物收集装置,油漆中有机溶剂挥发会带来火灾隐患,因此所 有的设备必须是防爆的,设备建设成本高。 ? 返修工艺复杂 油漆喷涂完毕后需要 10 分钟左右的固化时间, 在固化期间不得接触水, 因此效率低下, 只适合每小时 5 台以下的小批量生产,高产能汽车企业采用 此工艺所需要的场地和能源成本按产能成比例增加。 ? 喷字效果易出现质量问题 喷涂过程空气压力大, 若遮蔽物同车身间有空隙则油漆随空气进入,造 成边界模糊;分散的漆雾会飘落在车身上其他部位,总成污染,影响美观。 2.2 油墨丝网印字技术的分析研究

油墨作为近期在印刷行业应用较广的材料,其材料和性能较油漆有较大的不 同, 特别是金属油墨具有良好的印刷适性,在试验和分析过程中发现具有如下几 个特点: ? 干燥快,减少环境污染 通过油墨、稀释剂、固化剂合理的配制,可以达到快速自然干燥,同时 具备冲击硬度、耐欠性都能满足要求的油墨及其稀释剂、固化剂;提高了交 联率, 提高了其表面硬度和耐刮擦能力,并有对紫外线和湿热破坏有足够的 抵抗性能。 ? 操作工工作环境好 不含挥发性有机溶剂、污染小、不损害人体健康。 ? 实施环境要求高 油漆为塑性流体,油墨为假塑性流体,并且对工作环境要求更高,温度 不易太高、需避免太阳光直射、空气尽量流动少等 ? 对丝网工装定位和员工操作规范性要求高 丝网密度较高, 精确的定位才能保证良好的一致性;员工操作的力度及 操作步骤影响印出字体的清晰度等。
刮板

网板及其 定位工装

图 2 UV 油墨在某发动机壳体上的应用

? 提高生产效率,降低生产成本 在保证产品质量和安全的前提下,使用油墨印字技术建造实体周期较 短,操作时间只需要 60S/台,成本核算后为传统工艺的约 1/7。 2.3 对比结论 综上传统油漆喷字与油墨丝网印字的对比分析研究, 考虑到汽车制造公司的 高节拍、高质量、控制成本的要求,因此选择油墨技术应用于货车前门印字法规

要求。

3 工艺流程的分析及实施
3.1 油墨印字环境条件要求 3.1.1 操作现场的温度、湿度等要求 UV 型油墨的粘度具有随气温的变化发生激剧改变的性质,这种粘度变化会 对印刷适性及印刷膜厚产生很大的影响。在印刷中请尽量让室温保持恒定,一 般以 18~25℃为宜。印刷现场的湿度高的时候会吸湿导致增粘和凝胶等问题, 因此需要换气等。 3.1.2 光线的影响 在印刷过程十或网版洗净过程中, 需避免阳光直接照射网版的油墨。 而荧光 灯的光线,只要不是非常近—般无问题。 3.1.3 场地空间的要求 为满足网板存放、油墨调制空间的需求,以及节省转运人员的数量,因此在 印刷场地周围需有运输便捷的较大空间;为保证车辆的运转效率,操作空间需 满足流水线操作要求。 3.1.4 工装精确定位的要求 在工装定位时,操作工和车辆之间尽量保证相对静止。 3.2 工厂现状分析 在总装区域进行如下面 4 个位置的场地分析, 结合油墨印字环境条件要求可 知,条件较合适的为 CARE 线区域。
表 1 工厂现有区域分析表

温度、湿度等要求 光线要求 场地空间要求 车辆缓冲区 生产线 1 生产线 2 CARE 线 √ × × √ √ √ √ √ × √ √ √

工装定位要求 × √ √ √

图 3 车辆缓冲区

图 4 生产线 1 区域

图 5 生产线 2 区域

图 6 CARE 线区域

3.3 CARE 线区域实施条件准备 3.3.1 建立抽排风系统 为改善操作工操作环境,建造抽排风系统。 3.3.2 工位建设及布置 3.3.2.1 工位布置图 在工位上布置冰柜用于放置网板; 在工位上布置烤灯用于加速油墨固化; 在工位上布置电脑用于多种车型型号的识别;

图 7 工位布置示意图

3.3.2.2 网板及其工装的制作 网板材料的选取影响到字体清晰和网板更换周期,而工装的设计直接影响 到定位精度,两者的配合决定节拍的提升。 网板使用 300 网目以上、 厚 10.1xm 以下的网版。 在这种条件下印刷出来油 墨膜厚是 10-121xm, 印刷面积可达 70-90m/kgc, 印刷五色清漆的话?使用低网 目的网版也能印刷出厚膜效果。 经过多次工装的设计更改和验证,由最初的工装和网板分离,依靠型面定 位,更改为工装和网板合为一体,使用支撑腿和强力磁铁定位的方式,使定位 更加准确并且工装和网板总重量减轻了 2/3,操作时间由 300S/台减少到 60S/ 台。

图 8 网板及其工装改善前

图 9 网板及其工装改善后

3.3.2.3 辅料和网板的存放

在线旁建造房间,用于油墨、固化剂等辅料的存放和调制用,同时可用于储 备网板的存储。 3.4 形成工艺布局图 工艺流程主要内容: 将 CARE 线合格的货车放到区域一 在区域三进行丝网印字和烘烤 提车到区域三 检验合格后车辆入库

图 10 工艺布局图 备注: 1、区域一、安吉交接区西侧,可缓存约 20 台车; 2、区域二、喷漆房一个,用于辅料和工装存放,以及清洗网板用; 3、区域三、用于丝网刮字和烘烤。

4 结束语
通过对《公告》通知的研究和学习,充分对传统油漆喷字工艺和油墨丝网印 字工艺进行分析和对比, 依托对工厂现有条件的利用和分析,最终完成货车前门 印字项目的准备工作,保证车辆可以顺利的进行市场销售。

参考文献: [1] 豆丁网 《UV油墨及其使用 》 [2] 百度文库 《油墨工艺技术》


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